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西安華浦水處理為您介紹一項精深、實用的水處理知識——超濾膜知識匯總。
一、什么是超濾膜
超濾膜是早期開發(fā)的高分子膜之一,是一種額定孔徑范圍為0.001~0.02微米的微孔過濾膜。在膜的一側(cè)施加適當壓力,溶液中的溶劑以及一部分分子量較低的溶質(zhì)從超濾膜的微小孔隙中穿透到膜的另一邊,而分子量較高的溶質(zhì)或一些乳化膠束團被截留,從而達到過濾分離的效果。
在水處理領域,超濾膜技術(shù)相對于其他過濾技術(shù)來說,過濾雜質(zhì)的效率更高,其過濾精度可達99.99%,能有效去除水中的絕大部分有害物質(zhì);并且使用很少或不使用化學藥劑,有效避免水質(zhì)受到二次污染,因此處理后的水質(zhì)更好。從操作層面來說,基于超濾膜技術(shù)的過濾系統(tǒng)自動化程度高,運行簡單可靠,只有開、關兩種操作。由于超濾膜的材料化學穩(wěn)定性強,抗酸堿腐蝕、耐高溫,因此可以高溫殺菌消毒,適用性很廣。
1、超濾膜技術(shù)原理
超濾膜技術(shù)是一種膜透過分離技術(shù),其過濾能力介于納濾和微濾之間,其工作原理如下:
在溶液通過一種半透膜的時候,在壓力的作用下,溶劑和溶質(zhì)中的小分子物質(zhì)可通過濾膜到達膜的另一側(cè),而溶質(zhì)中的大分子物質(zhì)和膠體則由于無法通過濾膜孔洞而被攔截下來,隨著溶液不斷流過,膜上被攔截的物質(zhì)也越來越多,因此要想實現(xiàn)超濾作用就得對溶劑施加更大的壓力,與此同時在膜的表面形成的物質(zhì)也展現(xiàn)出一定的化學特性,對于一些污染物也具有截留和分解的作用,從而實現(xiàn)水的凈化。
隨著大分子物質(zhì)不斷高集在膜表面濾過的速度不斷降低,出現(xiàn)“濃度化”的現(xiàn)象,為使超濾能夠持續(xù)有效地進行,實際工作中常使用攪排式超濾裝置來消除”濃度化”的現(xiàn)象。
2、超濾膜技術(shù)特點
相對于其他水處理技術(shù)而言,超濾膜技術(shù)具有很多無可比擬的優(yōu)勢:
第一、超濾膜化學穩(wěn)定性高,可耐高溫、耐酸、耐堿,因此對進水水質(zhì)要求不高,通用性強;
第二、超濾膜技術(shù)原理簡單,容易實現(xiàn)自動化運轉(zhuǎn),節(jié)約勞動力,且操作簡便、易于維護,運行安 全穩(wěn)定;
第三、超濾膜技術(shù)屬于物理方法,在水處理過程中并不需加任何化學藥劑,因此可有效的防止水體的出現(xiàn)二次污染的情況;
第四、超濾膜技術(shù)效率高,處理水量大,尤其是對污染較小的城市飲用水處理,展現(xiàn)出很高的作效率。
二、超濾膜在環(huán)保工程中的應用
1、城市飲用水凈化
隨看社會的發(fā)展,人們對飲用水安全要求越來越高,但與此同時我國城市用水源地的污染也日益嚴重,直接取水的水質(zhì)越來越無法滿足飲用水的標準,因此需要對城市飲用水進行凈化。
城市飲用水主要來源于地下水和地面水兩種,兩種水源的污染機理不同,飲用水的來源主要但據(jù)地下水和地面水兩種,兩種水源的污染機理不同,但污染物都主要為無性生物、細菌,真菌、病毒、懸浮物等。
傳統(tǒng)的飲用水凈化方法可實現(xiàn)對微生物和菌類的滅活凈化,以及對微米級懸浮物顆粒的凈化。而超濾膜技術(shù)在此基礎上還可實現(xiàn)對納米級顆粒的有效去除,因此出水水質(zhì)更高,對城市居民飲水健康具有重要意義。
2、海水淡化
地球上可供人類飲用的淡水資源日益枯竭,水資源短缺已經(jīng)成為當代人類面臨的緊迫問題之一。海水淡化被認為是解決飲用水危機的有效途徑,目前在世界范圍內(nèi)研究較多的海水談化技術(shù)是電滲析技術(shù),雖然電滲析被認為是可以使海水淡化的有效方法,但其運行成本高昂且回收率低,隨著技術(shù)的發(fā)展,超濾膜技術(shù)開始被用于反透海水淡化中,其優(yōu)異的分離性能和物化性能使得海水淡化的效率進一步提升,同時將耗能大幅降低。
3、電鍍廢水處理
電工業(yè)產(chǎn)生的廢水量巨大,而且含有大量的六價鉻、銅、鎳等重金屬,危害性強,可生化性低,實際工作中常采用鐵氧化法電解法等,但鐵氧化法會產(chǎn)生大量的污泥,這些污泥還需進一步處理。
電解法雖然可以很好地處理電廢水,但運行成本較高,不適合大范圍推廣。而將超濾購技術(shù)和反滲透技術(shù)聯(lián)合使用被認為是電廢水處理的有效方法,其利用兩種膜技術(shù)能夠使電鍍廢水中大部分的重金屬、有機碳和硝酸鹽被去除,并且超濾膜的使用也降低了滲透膜的污染,提高使用壽命。
4、含油廢水處理
含油廢水的主要來源包括原油泄漏、屠宰場廢水以及生活廢水等,其主要成分是浮油、分散油、乳化油和重油等,常用的含油廢水處理裝置是隔油池,但其對乳化油卻無法處理,因此常采用氣浮法進行軸助處理。由于乳化油分子一般較大,因此可采用超濾膜技術(shù)使含油廢水在加壓的條件下通過超濾膜,乳化油及其他大分子污染物就會被截留下來,去除效率較高。
5、城市污水回用
城市污水回用是緩解城市用水壓力的重要措施,將城市生活污水經(jīng)過處理達到回用標準后將其用于城市綠化用水以及城市中水系統(tǒng)。使用超濾膜技術(shù)可快速將城市污水處理達標,由于城市污水一股可生化性較好,在實際工作中,為了提高出水水質(zhì),常將周期循環(huán)活性污泥法(CASS)與超濾膜技術(shù)同時使用。
在水力作用時間為12小時的條件下,該法COD去除率達到86%以上。氨氮的去除率達到90%以上,出水的pH值范圍為7.25-7.89,達到了城市水回用標準。
6、食品廢水回收
超濾膜技術(shù)除了可以提高出水水質(zhì)外,還能將大量的有用固態(tài)物質(zhì)濃縮回收,典型的應用就是在食品工業(yè)領域。食品工業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有大量的脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉、酵母等,這些物質(zhì)如果排放到外界環(huán)境中不但會造成環(huán)境的污染,而且還會造成大量的浪費,因此采用超濾模技術(shù)將廢水中的有用成分截留下來,同時水中的BOD和COD等也從水中被分離出來,將分離出的周態(tài)物質(zhì)經(jīng)過提取回收,可為企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟效益。
三、發(fā)展前景
綜上所述,超濾膜技術(shù)是環(huán)保工程水處理的一項重要技術(shù),其在城市污水處理和各種工業(yè)廢水處理以及有用物質(zhì)回收等方面都具有廣闊的應用前景。目前,超濾膜技術(shù)的研究方向一個是發(fā)明更高效的超濾裝置,另一個是根據(jù)進水水質(zhì)特點與其他水處理技術(shù)相結(jié)合,提高出水質(zhì)量。
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